HC-SR04 Arduino-тай хэт авианы хүрээний модулийг холбох: 5 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Хөөе, яасан бэ, залуусаа! Акарш энд CETech -ээс ирсэн.

Миний энэ төсөл арай энгийн талаасаа бусад төслүүд шиг хөгжилтэй харагдаж байна. Энэ төсөлд бид HC-SR04 хэт авианы зайн мэдрэгчийн модулийг ашиглах болно. Энэхүү модуль нь хүн төрөлхтний сонсдог хүрээний бус хэт авианы дууны долгионыг үүсгэж, үүсгэсэн долгионыг дамжуулах, хүлээн авах хоцролтыг тооцоолох замаар ажилладаг.

Энд бид энэ мэдрэгчийг Arduino -той холбох гэж байгаа бөгөөд машины зогсоолын туслах системийг дуурайхыг хичээдэг бөгөөд энэ нь арын сааднаас хол зайд өөр өөр дуу чимээ гаргадаг бөгөөд зайны дагуу өөр өөр LED гэрэлтүүлдэг.

Тиймээс одоо хөгжилтэй хэсэг рүүгээ орцгооё.

Алхам 1: Үйлдвэрлэсэн төслүүддээ ПХБ авах

ПХБ -ийг онлайнаар хямд үнээр захиалахын тулд та PCBWAY -ийг шалгаж үзэх хэрэгтэй!

Та сайн чанарын 10 ПХБ -ийг үйлдвэрлэж, босгон дээрээ хямд үнээр хүргэж өгнө. Мөн та анхны захиалгаа өгөхдөө тээвэрлэлтийн хөнгөлөлт эдлэх болно. Gerber файлуудаа PCBWAY дээр байршуулж, чанартай, хурдан хугацаанд үйлдвэрлэх боломжтой болгох. Тэдний онлайн Gerber үзэх функцийг үзээрэй. Шагналын оноо авснаар та тэдний бэлэг дурсгалын дэлгүүрээс үнэгүй зүйл авах боломжтой.

Алхам 2: HC-SR04 хэт авианы хүрээний модулийн тухай

Хэт авианы мэдрэгч (эсвэл хувиргагч) нь радар системтэй ижил зарчмаар ажилладаг. Хэт авианы мэдрэгч нь цахилгаан энергийг акустик долгион болгон хувиргаж чаддаг. Акустик долгионы дохио нь 18 кГц -ээс дээш давтамжтай явдаг хэт авианы долгион юм. Алдарт HC SR04 хэт авианы мэдрэгч нь 40 кГц давтамжтай хэт авианы долгион үүсгэдэг. Энэ модуль нь Echo, Trigger, Vcc, GND гэсэн 4 тээглүүртэй

Ихэвчлэн хэт авианы мэдрэгчтэй холбоо тогтооход микроконтроллер ашигладаг. Зайг хэмжиж эхлэхийн тулд микроконтроллер нь хэт авианы мэдрэгч рүү гох дохио илгээдэг. Энэхүү гох дохионы үүргийн мөчлөг нь HC-SR04 хэт авианы мэдрэгчийн хувьд 10µS байна. Хэт авианы мэдрэгч нь идэвхжсэн үед 8 акустик (хэт авианы) долгион үүсгэж, цагийн тоолуурыг эхлүүлдэг. Тусгал (цуурай) дохиог хүлээн авмагц таймер зогсдог. Хэт авианы мэдрэгчийн гаралт нь дамжуулсан хэт авианы тэсрэлт ба хүлээн авсан цуурай дохионы хоорондох хугацааны зөрүүтэй ижил өндөр импульс юм.

Микроконтроллер нь дараах функцийг ашиглан цагийн дохиог зайнд тайлбарладаг.

Зай (см) = Цуурайны импульсийн өргөн (микросекунд)/58

Онолын хувьд зайг TRD (цаг/хурд/зай) хэмжих томъёог ашиглан тооцоолж болно. Тооцоолсон зай нь хэт авианы хувиргагчаас объект руу, эргэж хөрвүүлэгч рүү явсан зай тул хоёр талын аялал юм. Энэ зайг 2 -т хувааснаар та хувиргагчаас объект хүртэлх бодит зайг тодорхойлох боломжтой. Хэт авианы долгион нь дууны хурдаар тархдаг (20 хэмд 343 м/с). Объект ба мэдрэгчийн хоорондох зай нь дууны долгионы туулсан замын хагасыг эзэлдэг бөгөөд үүнийг дараах функцийг ашиглан тооцоолж болно.

Зай (см) = (авсан хугацаа x дууны хурд)/2

Алхам 3: Холболт хийх

Энэ алхамд шаардлагатай материалууд - Arduino UNO, HC -SR04 хэт авианы зайн мэдрэгч модуль, LED, Piezo Buzzer, холбогч кабель

Холболтыг дараах үе шаттайгаар гүйцэтгэх ёстой.

1) Мэдрэгчийн цуурай зүүг Arduino -ийн GPIO 11 -р зүү, мэдрэгчийн гох зүүг мэдрэгч рүү Arduino UNO -ийн GPIO 12 -р зүү, мэдрэгчийн Vcc ба GND зүүг Arduino -ийн 5V ба GND -тэй холбоно уу.

2) 3 LED авч, LED -ийн катодуудыг (ерөнхийдөө урт хөлтэй) Arduino GPIO 9, 8, 7 -р зүүгээр холбоно уу. Эдгээр LED -ийн анодыг (ерөнхийдөө богино хөлтэй) GND руу холбоно уу.

3) Пьезо дуугаруулагч ав. Түүний эерэг зүүг Arduino -ийн GPIO 10 -р зүү, сөрөг зүүг GND -тэй холбоно уу.

Ийм байдлаар төслийн холболтыг хийдэг. Одоо Arduino -г компьютерт холбоод дараагийн алхам руу орно уу.

Алхам 4: Arduino UNO модулийг кодлох

Энэ алхамд бид кодыг Arduino UNO -д байршуулж, ойролцоох аливаа саад бэрхшээлийн зайг хэмжих бөгөөд энэ зайн дагуу дуут дохиог дуугаргаж, LED -ийг асаах гэж байна. Бид мөн зайны заалтыг Цуваа монитор дээрээс харах боломжтой. Дагаж мөрдөх алхамууд нь:

1) Эндээс төслийн GitHub репозитор руу шилжинэ үү.

2) Github репозитор дээр "sketch_sep03a.ino" нэртэй файлыг харах болно. Энэ бол төслийн код юм. Энэ файлыг нээж, дотор нь бичсэн кодыг хуулна уу.

3) Arduino IDE -ийг нээгээд зөв самбар болон COM портыг сонгоно уу.

4) Кодыг Arduino IDE дээрээ буулгаад Arduino UNO самбарт байршуулна уу.

Ийм байдлаар энэ төслийн кодлох хэсгийг бас хийдэг.

Алхам 5: Тоглох цаг боллоо

Кодыг байршуулсны дараа та хэт авианы мэдрэгчийн модулийн зайны заалтыг харахын тулд цуваа дэлгэцийг нээж унших нь тодорхой хугацааны дараа үргэлжлэн шинэчлэгддэг. Та хэт авианы модулийн өмнө ямар нэгэн саад тотгор тавьж, тэнд үзүүлсэн уншилтын өөрчлөлтийг ажиглаж болно. Цуваа дэлгэц дээр үзүүлсэн уншилтаас гадна дуугарагчид холбогдсон LED болон дуут дохио нь янз бүрийн мужид байгаа саад бэрхшээлийг дараах байдлаар харуулна.

1) Хэрэв хамгийн ойрын саадны зай 50 см -ээс их байвал. Бүх LED нь унтраалттай байх бөгөөд дуугаралт дуугарахгүй.

2) Хэрэв хамгийн ойрын саадны зай нь 50 см -ээс бага буюу 25 см -ээс их байвал. Дараа нь эхний LED асаж, дуугаралт нь 250 мс хоцрогдолтой дуугарах болно.

3) Хэрэв хамгийн ойрын саадны зай 25 см -ээс бага буюу тэнцүү боловч 10 см -ээс их байвал. Дараа нь эхний болон хоёр дахь LED асаж, дуут дохио 50 мс хоцрогдолтой дуугарах болно.

4) Хэрэв хамгийн ойрын саадны зай 10 см -ээс бага байвал. Дараа нь бүх гурван LED асаж, дуугаралт тасралтгүй дуугарах болно.

Ийм байдлаар энэхүү төсөл нь зайг мэдэрч, зайн хүрээний дагуу өөр өөр заалт өгөх болно.

Хичээл танд таалагдсан гэж найдаж байна.